SCIENCES ET TECHNIQUES
LES RELATIONS SOLEIL - TERRE
LE RADAR SuperDARN
L'instrument: le radar cohérent HF
Les radars cohérents détectent
le signal rétro-diffusé par les fluctuations d'ionisation
présentes dans l'ionosphère des régions
de haute latitude. A cause de la forte conductivité électrique
du plasma parallèlement au champ magnétique, les
irrégularités diffusantes sont alignées
avec celui-ci.
Afin d'obtenir un écho de rétrodiffusion, le vecteur
d'onde radar incident doit donc être perpendiculaire au
champ magnétique, c'est à dire pratiquement horizontal
dans les régions amorales et polaires. Cette condition
peut être satisfaite en utilisant des ondes de la gamme
HF (10-20 MHz) qui subissent une réfraction significative
dans l'ionosphère. L'onde rétrodiffusée
subit, par effet Doppler, un changement de fréquence
proportionnel à la composante radiale de la vitesse du
plasma entraînant les irrégularités. |
|
© Gérard Bodineau |
Schéma représentant
les conditions de propagation d'une onde HF dans l'ionosphère
aurorale et les conditions de perpendicularité
au champ magnétique terrestre.
|
|
Afin de former un faisceau étroit en azimut, le radar utilise
un réseau de 16 antennes phasées électroniquement.
La différence de phase introduite d'une antenne à
l'autre est contrôlée par une matrice de déphasage
permettant un balayage rapide en azimut dans les 16 directions prédéterminées.
Le réseau principal est complété par un réseau
secondaire de 4 antennes fonctionnant en interféromètre
vertical.
Chaque antenne est alimentée par un émetteur de 600
Watts. La puissance totale émise est de l'ordre de 10 kW.
Mais la puissance effective rayonnée par le radar en tenant
compte des gains des antennes et du réseau est de l'ordre
de 4 MW.
Le radar est piloté par un ensemble de micro-ordinateurs.
Le système est extrêmement flexible et les paramètres
essentiels de fonctionnement du radar peuvent être modifiés
par logiciel. Le radar peut être contrôlé et
programmé sur le site ou à distance par une simple
ligne téléphonique ou une liaison Internet. Des expériences
complexes peuvent ainsi être menées sans la présence
d'un opérateur sur site.
Résumé des caractéristiques
techniques
- Bande de fréquence: Bande HF : 10 - 20 MHz
- Puissance d'émission: 16 x 600 Watts
- Couverture en distance: 75 portes de 45 km (de 180 km jusqu'à
3550 km du site radar)
- Couverture en azimut: 52°- 16 directions de faisceaux
par pas de 3,3°
- Temps d'intégration: 3 ou 7 secondes dans chaque direction
(balayage complet en 1 ou 2 minutes)
- Fonctionnement: Continu sans intervention humaine
- Contrôle: A distance par ligne téléphonique
ou Internet |
|
Réseaux d'antennes
- Réseau principal :
Longueur totale: 260 m (16 antennes log-périodiques)
Hauteur mât vertical: 15,50 m.
Longueur poutre horizontale: 13 m
Longueur éléments d'émission: jusqu'à
15,10 m
- Réseau interférométrique:
Longueur totale: 60 m (4 antennes identiques à celles
du réseau principal) |
|
Jean-Paul Villain et Jean-Claude Cerisier
1. Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement,
UMR 6115, Orléans
2. Centre d'études des Environnements Terrestre et Planétaires,
UMR 8639, St-Maur-des-Fossé
|